【題目】(8分)(2014秋太原期中)如圖,一水平放置的平行板電容量的兩極板間距為d=15cm,極板間有恒定電壓,上極板中心有一小孔(小孔對(duì)電場(chǎng)的影響可忽略不計(jì)).在小孔正上方距上板h=10cm處的P點(diǎn),一質(zhì)量為m=3×10﹣6kg,帶電量q=﹣2.5×10﹣8C的油滴自P點(diǎn)自由下落,經(jīng)過小孔進(jìn)入電容器,到達(dá)N板處(未與極板接觸)速度恰為零,問(g=10m/s2):
(1)M、N兩板哪個(gè)極板電勢(shì)高?其間電場(chǎng)強(qiáng)度是多大?
(2)若將N板向上平移5cm,求從P點(diǎn)自由下落的相同油滴在電場(chǎng)中與M板的最大距離.
【答案】(1)M極板電勢(shì)高;其間電場(chǎng)強(qiáng)度是2000V/m;
(2)若將N板向上平移5cm,從P點(diǎn)自由下落的相同油滴在電場(chǎng)中與M板的最大距離是cm.
【解析】試題分析:一帶電質(zhì)點(diǎn)自上極板上方相距為h的P點(diǎn)由靜止自由下落,空氣阻力不計(jì),到達(dá)下極板時(shí)速度恰好為零,然后沿原路返回,根據(jù)動(dòng)能定理知,在此過程中重力做功與電場(chǎng)力做功大小相等.移動(dòng)上下極板,抓住兩板間的電勢(shì)差不變,通過動(dòng)能定理判斷帶電質(zhì)點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)情況.
解:(1)由題設(shè)條件知,負(fù)電荷在電場(chǎng)中受到的電場(chǎng)力向上,所以電場(chǎng)線的方向向下,上極板N的電勢(shì)高;電場(chǎng)力做功等于重力做功的大小,得:
mg(h+d)﹣qdE=0
所以:
代入數(shù)據(jù),得:E=2000V/m
(2)將N板向上平移5cm,設(shè)從P點(diǎn)自由下落的相同油滴在電場(chǎng)中與M板的最大距離為x,則:
mg(h+x)﹣qxE′=0
代入數(shù)據(jù)得:cm
答:(1)M極板電勢(shì)高;其間電場(chǎng)強(qiáng)度是2000V/m;
(2)若將N板向上平移5cm,從P點(diǎn)自由下落的相同油滴在電場(chǎng)中與M板的最大距離是cm.
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【題目】下圖為某控制電路,主要由電源(E、r)與定值電阻R1、R2及碳膜電位器(即滑動(dòng)變阻器)R連接而成,L1、L2是紅綠兩指示燈;閉合開關(guān)S,當(dāng)電位器的觸頭由弧形碳膜的中點(diǎn)順時(shí)針滑向b端時(shí)
A. L1指示燈變亮 B. L2指示燈變暗
C. 電流表示數(shù)變小 D. 電容器C帶電量增大
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【題目】如圖的裝置叫做“雅各布天梯”,兩個(gè)用金屬絲彎成的電極A,B分別與起電機(jī)的正、負(fù)兩極相連,金屬絲電極上能夠聚集大量的正、負(fù)電荷,正、負(fù)電荷通過電極間的空氣放電,產(chǎn)生明亮的電弧,電弧隨著熱空氣上升,就象以色列的祖先雅各布?jí)糁幸姷降奶焯荩陔姌O放電過程中,下列說法正確的是( )
A. 電極A得到的電荷數(shù)多于電極B失去的電荷數(shù)
B. 電極A得到的電荷數(shù)等于電極B失去的電荷數(shù)
C. 電極A得到的電荷數(shù)少于電極B失去的電荷數(shù)
D. 條件不足,不能判定電極A,B得失電荷間的數(shù)量關(guān)系
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【題目】相對(duì)論和量子力學(xué)的出現(xiàn),并不說明經(jīng)典力學(xué)失去了意義,而只是說明它有一定的適用范圍.經(jīng)典力學(xué)的適用范圍是( 。
A. 宏觀世界,高速運(yùn)動(dòng) B. 微觀世界,低速運(yùn)動(dòng) C. 宏觀世界,低速運(yùn)動(dòng) D. 微觀世界,高速運(yùn)動(dòng)
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【題目】(1)某同學(xué)用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器測(cè)量做勻加速直線運(yùn)動(dòng)的物體的加速度,電源頻率f=50Hz,在紙帶上打出的點(diǎn)中,選出零點(diǎn),每隔4個(gè)點(diǎn)取1個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn),因保存不當(dāng),紙帶被污染,如圖所示,A、B、C、D是依次排列的4個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn),僅能讀出其中3個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)到零點(diǎn)的距離:SA=16.6mm SB=126.5mm SD=624.5mm
若無法再做實(shí)驗(yàn),可由以上信息推知:
①相鄰兩計(jì)數(shù)點(diǎn)的時(shí)間間隔為_____s;
②打C點(diǎn)時(shí)物體的速度大小為_____m/s(取2位有效數(shù)字)
③物體的加速度大小為_____(用SA、SB、SC、SD和f表示)
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【題目】在離水平地面h高處將一質(zhì)量為m的小球水平拋出,在空中運(yùn)動(dòng)的過程中所受空氣阻力大小恒力Ff,落地時(shí)小球距拋出點(diǎn)的水平距離為x,速率為v,則在小球運(yùn)動(dòng)的過程中( )
A. 重力做功為mgh
B. 克服空氣阻力做的功為
C. 落地時(shí),重力的瞬時(shí)功率為mgv
D. 重力勢(shì)能和機(jī)械能都逐漸減少
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【題目】某同學(xué)利用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器和氣墊導(dǎo)軌做“驗(yàn)證動(dòng)量守恒定律”的實(shí)驗(yàn),氣墊導(dǎo)軌裝置如圖甲所示,所用的氣墊導(dǎo)軌裝置由導(dǎo)軌、滑塊、彈射架等組成.在空腔導(dǎo)軌的兩個(gè)工作面上均勻分布著一定數(shù)量的小孔,向?qū)к壙涨粌?nèi)不斷通入壓縮空氣,空氣會(huì)從小孔中噴出,使滑塊穩(wěn)定地漂浮在導(dǎo)軌上,這樣就大大減小了因滑塊和導(dǎo)軌之間的摩擦而引起的誤差.
(1)下面是實(shí)驗(yàn)的主要步驟:
①安裝好氣墊導(dǎo)軌,調(diào)節(jié)氣墊導(dǎo)軌的調(diào)節(jié)旋鈕,使導(dǎo)軌水平;
②向氣墊導(dǎo)軌空腔內(nèi)通入壓縮空氣;
③把打點(diǎn)計(jì)時(shí)器固定在緊靠氣墊導(dǎo)軌左端彈射架的外側(cè),將紙帶穿過打點(diǎn)計(jì)時(shí)器與彈射架并固定在滑塊1的左端,調(diào)節(jié)打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的高度,直至滑塊拖著紙帶移動(dòng)時(shí),紙帶始終在水平方向;
④使滑塊1擠壓導(dǎo)軌左端彈射架上的橡皮繩;
⑤把滑塊2放在氣墊導(dǎo)軌的中間;
⑥先__________________,然后________,讓滑塊帶動(dòng)紙帶一起運(yùn)動(dòng);
⑦取下紙帶,重復(fù)步驟④⑤⑥,選出理想的紙帶如圖乙所示;
⑧測(cè)得滑塊1的質(zhì)量為310 g,滑塊2(包括橡皮泥)的質(zhì)量為205 g.
完善實(shí)驗(yàn)步驟⑥的內(nèi)容.
(2)已知打點(diǎn)計(jì)時(shí)器每隔0.02 s打一個(gè)點(diǎn),計(jì)算可知兩滑塊相互作用以前系統(tǒng)的總動(dòng)量為________ kg·m/s;兩滑塊相互作用以后系統(tǒng)的總動(dòng)量為______ kg·m/s(保留三位有效數(shù)字).
(3)試說明(2)中兩結(jié)果不完全相等的主要原因是__________________________________________________.
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【題目】下列各組物理量中,全部是矢量的為( )
A. 重力、體積、速度
B. 彈力、位移、時(shí)間
C. 瞬時(shí)速度、平均速度、加速度
D. 質(zhì)量、密度、瞬時(shí)速度
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【題目】在一個(gè)無風(fēng)的天氣里,當(dāng)你騎車快速前行時(shí),會(huì)感到風(fēng)迎面吹來,這時(shí)你所確定的風(fēng)向(空氣流動(dòng)方向)是( 。
A. 選擇你自己作為參考系
B. 選擇空氣作為參考系
C. 選擇路邊的樹木作為參考系
D. 沒有選擇任何物體作為參考系
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